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多核種除去設備について

平成24年3月 28日

1号機 タービン建屋 雨水、 地下水 1号機原子炉建屋 ３号機 原子炉 建屋 油分分離装置 セシウム除去装置 淡水化装置 （逆浸透膜） 集中廃棄物 処理建屋 淡水化装置 （蒸発濃縮缶） 脱塩用逆浸透膜・ 脱塩器 バッファタンク



「多核種除去設備」設置の背景

滞留水浄化プロセス

濃縮水

汚染滞留水の移動

目的

既設水処理設備は主にセシウムを除

去するが、処理水の放射性物質の濃

度をより一層低く管理するため、

その他の核種についても告示

※

_濃度限

度以下を目標として除去する必要が

ある。

油分分離装置 処理水タンク サプレッション・プール 水サージタンク

１. 多核種除去設備の設置について

「

多核種除去設備

」を導入

② 逆浸透膜

淡水

③ 逆浸透膜

入口水

多核種

除

去

設

備

① 逆浸透膜

濃縮水

③

②

新規設置範囲

サンプリング タンク

①

タンク ２号機 原子炉 建屋 ２号機 タービン 建屋 ３号機 タービン 建屋

※ 実用発電用原子炉の設置、運転等に関する規制の規定に基づく線量限度を定める告示

H24.2.27中長期対策会議

運営会議（第３回会合）

配付資料に一部加筆

2. 多核種除去設備（ALPS）の概略機器構成

鉄共沈

処理設備

炭酸塩

共沈処

理設備

保管容器

一時保管施設へ

サンプリング

タンク

14塔(吸着材交換式)

_２塔

(カラム式)

② 逆浸透膜

淡水

③ 逆浸透膜

入口水

① 逆浸透膜

濃縮水

A系統（５０％流量）:250m

3

_/日

B系統（５０％流量）:250m

3

_/日

C系統（５０％流量）:250m

3

_/日

（1000トン×４塔）

スラッジ

_吸着材

前処理設備

吸着塔

タンクへ



ALPS（Advanced Liquid Processing System）

H24.2.27中長期対策会議

運営会議（第３回会合）

配付資料より抜粋

2.多核種除去設備（ALPS）の概略機器構成



系統構成



50% 2系列運転（500m

3

_/日）



１系統は吸着材交換時停止、または、後備設備として待機



主な設備構成



前処理設備



鉄共沈処理設備



α核種の除去、Co-60、Mn-54等の除去



炭酸塩共沈処理設備



吸着阻害イオン（Mg、Ca等）の除去



吸着塔



吸着塔（吸着材交換式、カラム式）：除去する放射性物質に応じた

吸着材（活性炭、人工鉱物、キレート樹脂等）により、放射性物質

を除去する。



廃棄物保管容器取扱設備



クレーン



廃棄物移送ポンプ、配管

H24.2.27中長期対策会議

運営会議（第３回会合）

配付資料より抜粋



多核種除去設備の基礎試験結果（1／２）

さらに、



γ核種は、検出限界値(ND)未満まで除去出来ることを確認(45核種)。



β核種は、８核種のうち５核種が検出限界値(ND)未満まで除去できるこ

とを確認し、全β放射能測定で100万～1000万分の１程度まで浄化可能

であることが確認されたものの、一部のβ核種（Sr-89,Sr-90,Y-90）

が僅かに検出されているため、更なる浄化のための設備設計を進めていく。



全β放射能測定結果には、Sr-89,Sr-90,Y-90の他、天然由来のK-40が

相当量含まれていることを確認。



α核種については、全α放射能測定の結果、検出限界値(ND)未満となっ

ており、個々の告示濃度限度と比較しても十分に低い値であることを確認

(９核種)。

3. 基礎試験結果

①逆浸透膜濃縮水、②逆浸透膜淡水、③逆浸透膜入口水のうち、放射性物

質の濃度が高い①③を対象に試験を実施し、

除去対象として着目した核種

(62核種)全てに対して告示濃度限度以下まで除去できることを確認。



多核種除去設備の基礎試験結果（２／２）

3. 基礎試験結果

単位：Bq/L

※ 本分析における放射能濃度が検出限界値未満となる場合は、NDと記載し、検出限界値を「<○○」と表記。

※ ( )内は、半減期を示す。

多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 Cs-134 （約2年） 60 2500 ND < 0.27 4300 ND < 0.26 Cs-137 （約30年） 90 3900 ND < 0.32 6100 ND < 0.30 Mn-54 (約310日) 1000 45000 ND < 0.12 14000 ND < 0.11 Co-58 (約71日) 1000 1200 ND < 0.12 ND < 540 ND < 0.11 Co-60 (約5年) 200 14000 ND < 0.12 3900 ND < 0.16 Ru-103 (約40日) 1000 510 ND < 0.14 ND < 970 ND < 0.13 Ru-106 (約370日) 100 7800 ND < 1.1 35000 ND < 1.1 Sb-124 (約60日) 300 270 ND < 0.28 ND < 490 ND < 0.27 Sb-125 (約3年) 800 140000 ND < 0.37 63000 ND < 0.38 Ba-140 (約13日) 300 ND < 1700 ND < 0.51 ND <3400 ND < 0.48 43000000 68 230000000 31 0.46 ND < 0.066 16 ND < 0.066 全α放射能 ①逆浸透膜濃縮水 炉規則告示濃度限度 (別表第2第六欄 周辺監視区域外の 水中の濃度限度) ③逆浸透膜入口水 γ核種 全β放射能



基礎試験結果のまとめ



逆浸透膜濃縮水、逆浸透膜入口水を対象とした基礎試験の結果、

除去対象として着目した核種(62核種)の処理済水中の濃度が告示

濃度限度以下となるまで除去できることを確認した。



上記以外の告示に記載の核種(トリチウムを除く)については、除去

対象として着目した核種の選定過程で告示濃度限度以下であると評

価した。



基礎試験の結果より、発生する二次廃棄物の性状を踏まえ、廃棄

物処分の方法について検討を進めていく。

3. 基礎試験結果

上旬 中旬 下旬 上旬 中旬 下旬 上旬 中旬 下旬

検討・設計

現場作業

H24年度　上期

２月

３月

4月

基礎試験実施・試験結果評価

基本設計・詳細設計

森林伐採・敷地造成

基礎・サンプリングタンク・

設備設置工事

：工程調整中

参考１ 今後の予定



設備導入スケジュール



除去対象として着目した核種の選定

地震発生から約１年後の滞留水中の核分裂生成物（FP核種）、超ウラン

元素及び腐食生成物核種（CP核種）の推定濃度を算出し、推定濃度が告

示濃度限度に対して1/100を超える核種に対して着目し、基礎試験によ

り除去性能の評価を行った。

参考２ 除去対象として着目した核種の選定



核分裂生成物（FP核種）

→核分裂によって生じた核種、及びそれらから放射性崩壊によって生じた

もの（Cs、Sr等）。



超ウラン元素

→原子炉の運転により、生成したもの（Pu等）



腐食生成核種（CP核種）

→原子炉プラントを構成している機器、装置、配管などの構成材料の腐食

によって生成された物質が放射化したもの（Fe、Co、Mn等）

参考３ 基礎試験結果のまとめ



基礎試験結果のまとめ

告示濃度限度未満、検出限界値(ND)未満と評価したもの（γ核種：45核種、β核種：5核種）。

α核種：9核種（Pu-238、239、240、Am-241、242m、243、Cm-242、243、244)

については、全α放射能測定の結果、検出限界値（ＮＤ）未満となっており、個々の告示濃度限度

と比較しても十分に低い値であることを確認

告示濃度限度未満であるが、検出されたもの （β核種：3核種）

1 Rb-86

17 Sn-126

33 Ce-141

49 Pu-240

2 Sr-89

18 Sb-124

34 Ce-144

50 Pu-241

3 Sr-90

19 Sb-125

35 Pr-144

51 Am-241

4 Y-90

20 Te-123m

36 Pr-144m

52 Am-242m

5 Y-91

21 Te-125m

37 Pm-146

53 Am-243

6 Nb-95

22 Te-127

38 Pm-147

54 Cm-242

7 Tc-99

23 Te-127m

39 Pm-148

55 Cm-243

8 Ru-103

24 Te-129

40 Pm-148m

56 Cm-244

9 Ru-106

25 Te-129m

41 Sm-151

57 Mn-54

10 Rh-103m

26 I-129

42 Eu-152

58 Fe-59

11 Rh-106

27 Cs-134

43 Eu-154

59 Co-58

12 Ag-110m

28 Cs-135

44 Eu-155

60 Co-60

13 Cd-113m

29 Cs-136

45 Gd-153

61 Ni-63

14 Cd-115m

30 Cs-137

46 Tb-160

62 Zn-65

15 Sn-119m

31 Ba-137m

47 Pu-238

16 Sn-123

32 Ba-140

48 Pu-239

核種

ＦＰ核種

超ウラン

元素

ＣＰ核種

分類

核種

超ウラン

元素

ＦＰ核種

ＦＰ核種

核種

分類

分類

核種

分類



多核種除去設備の基礎試験結果

参考４ 基礎試験結果（測定データの詳細）（１/６）

単位：Bq/L

多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 1 _{（約19日）}Rb-86 300 _{< 3500}ND _{< 1.5}ND _{< 4800}ND _{< 1.4}ND 2 _{（約51日）}Sr-89 300 11000000 0.79 ※1 51000000 0.65 ※2 検出限界値(ND)※１：0.18 ※２：0.18 3 _{（約29年）}Sr-90 30 16000000 4.7 ※3 120000000 2.6 ※4 検出限界値(ND)※３：0.066 ※４：0.061 4 Y-90 （約64時間） 300 16000000 4.7 ※5 120000000 2.6 ※6 検出限界値(ND) ※5：0.066 ※6：0.061 5 _{（約59日）}Y-91 300 _{< 73000}ND _{< 52}ND _{< 130000}ND _{< 47}ND 6 _{（約35日）}Nb-95 1000 _{< 330}ND _{< 0.13}ND _{< 540}ND _{< 0.14}ND 7 _{（約210000年）}Tc-99 1000 17 _{< 0.40}ND 6.9 _{< 0.40}ND 8 _{（約40日）}Ru-103 1000 510 _{< 0.14}ND _{< 970}ND _{< 0.13}ND 9 Ru-106 （約370日） 100 7800 ND < 1.1 35000 ND < 1.1 10 Rh-103m （約56分） 200000 510 ND < 0.14 ND < 970 ND < 0.13 No. _{（半減期）}核種 炉規則告示濃度限度 (別表第2第六欄 周辺監視区域外の 水中の濃度限度) ③逆浸透膜入口水 備考 ①逆浸透膜濃縮水

参考４ 基礎試験結果（測定データの詳細）（２/６）

単位：Bq/L

多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 12 _{（約250日）}Ag-110m 300 _{< 430}ND _{< 0.13}ND _{< 760}ND _{< 0.13}ND 13 _{（約15年）}Cd-113m 40 _{< 430}ND _{< 0.13}ND _{< 760}ND _{< 0.13}ND 14 _{（約45日）}Cd-115m 300 _{< 430}ND _{< 0.13}ND _{< 760}ND _{< 0.13}ND 15 Sn-119m （約290日） 2000 140000 ND < 0.37 63000 ND < 0.38 16 _{（約130日）}Sn-123 400 _{< 57000}ND _{< 25}ND _{< 68000}ND _{< 22}ND 17 _{（約100000年）}Sn-126 200 140000 _{< 0.37}ND 63000 _{< 0.38}ND 18 _{（約60日）}Sb-124 300 270 _{< 0.28}ND _{< 490}ND _{< 0.27}ND 19 _{（約3年）}Sb-125 800 140000 _{< 0.37}ND 63000 _{< 0.38}ND 20 _{（約120日）}Te-123m 600 _{< 710}ND _{< 0.12}ND _{< 1700}ND _{< 0.15}ND 21 Te-125m （約58日） 900 140000 ND < 0.37 63000 ND < 0.38 22 _{（約9時間）}Te-127 5000 _{< 47000}ND _{< 18}ND _{< 94000}ND _{< 24}ND No. _{（半減期）}核種 炉規則告示濃度限度 (別表第2第六欄 周辺監視区域外の 水中の濃度限度) ③逆浸透膜入口水 備考 ①逆浸透膜濃縮水

参考４ 基礎試験結果（測定データの詳細）（３/６）

単位：Bq/L

多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 23 _{（約110日）}Te-127m 300 _{< 47000}ND _{< 18}ND _{< 94000}ND _{< 24}ND 24 _{（約70分）}Te-129 10000 _{< 7500}ND _{< 12}ND _{< 14000}ND _{< 10}ND 25 _{（約34日）}Te-129m 300 _{< 13000}ND _{< 4.2}ND _{< 22000}ND _{< 3.5}ND 26 I-129 （約16000000年） 9 ND < 1500 ND < 0.90 ND < 1900 ND < 0.90 27 _{（約2年）}Cs-134 60 2500 _{< 0.27}ND 4300 _{< 0.26}ND 28 _{（約3000000年）}Cs-135 600 3900 _{< 0.32}ND 6100 _{< 0.30}ND 29 _{（約13日）}Cs-136 300 _{< 310}ND _{< 0.11}ND _{< 580}ND _{< 0.11}ND 30 _{（約30年）}Cs-137 90 3900 _{< 0.32}ND 6100 _{< 0.30}ND 31 Ba-137m （約3分） 800000 3900 ND < 0.32 6100 ND < 0.30 32 Ba-140 （約13日） 300 ND < 1700 ND < 0.51 ND < 3400 ND < 0.48 Ce-141 ND ND ND ND No. _{（半減期）}核種 炉規則告示濃度限度 (別表第2第六欄 周辺監視区域外の 水中の濃度限度) ③逆浸透膜入口水 備考 ①逆浸透膜濃縮水

参考４ 基礎試験結果（測定データの詳細）（４/６）

単位：Bq/L

多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 34 _{（約280日）}Ce-144 200 _{< 5000}ND _{< 0.98}ND _{< 14000}ND _{< 0.89}ND 35 _{（約17分）}Pr-144 20000 _{< 47000}ND _{< 220}ND _{< 81000}ND _{< 180}ND 36 Pr-144m_{（約7分）} 40000 _{< 47000}ND _{< 220}ND _{< 81000}ND _{< 180}ND 37 Pm-146 （約6年） 900 ND < 680 ND < 0.18 ND < 1300 ND < 0.18 38 _{（約3年）}Pm-147 3000 _{< 530}ND _{< 0.40}ND _{< 980}ND _{< 0.37}ND 39 _{（約5日）}Pm-148 300 _{< 430}ND _{< 0.13}ND _{< 820}ND _{< 0.11}ND 40 _{（約41日）}Pm-148m 500 _{< 430}ND _{< 0.13}ND _{< 820}ND _{< 0.11}ND 41 _{（約87年）}Sm-151 8000 _{< 530}ND _{< 0.40}ND _{< 980}ND _{< 0.37}ND 42 Eu-152 （約13年） 600 ND < 2000 ND < 0.53 ND < 3800 ND < 0.48 43 Eu-154 （約9年） 400 ND < 530 ND < 0.40 ND < 980 ND < 0.37 44 _{（約5年）}Eu-155 3000 _{< 530}ND _{< 0.40}ND _{< 980}ND _{< 0.37}ND No. _{（半減期）}核種 炉規則告示濃度限度 (別表第2第六欄 周辺監視区域外の 水中の濃度限度) ③逆浸透膜入口水 備考 ①逆浸透膜濃縮水

参考４ 基礎試験結果（測定データの詳細）（５/６）

単位：Bq/L

多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 45 _{（約240日）}Gd-153 3000 _{< 1100}ND _{< 0.40}ND _{< 2200}ND _{< 0.37}ND 46 _{（約72日）}Tb-160 500 _{< 1100}ND _{< 0.40}ND _{< 2200}ND _{< 0.37}ND 47 _{（約88年）}Pu-238 4 ※7 ※8 ※9 ※10 全α放射能の_{測定結果参照} 48 Pu-239 （約24000年） 4 ※7 ※8 ※9 ※10 全α放射能の 測定結果参照 49 _{（約6600年）}Pu-240 4 ※7 ※8 ※9 ※10 全α放射能の_{測定結果参照} 50 _{（約14年）}Pu-241 200 - ND_{< 1} - ND_{< 1} 51 _{（約430年）}Am-241 5 ※7 ※8 ※9 ※10 全α放射能の_{測定結果参照} 52 _{（約150年）}Am-242m 5 ※7 ※8 ※9 ※10 全α放射能の_{測定結果参照} 53 Am-243 （約7400年） 5 ※7 ※8 ※9 ※10 全α放射能の 測定結果参照 54 Cm-242 （約160日） 60 ※7 ※8 ※9 ※10 全α放射能の 測定結果参照 Cm-243 全α放射能の No. _{（半減期）}核種 炉規則告示濃度限度 (別表第2第六欄 周辺監視区域外の 水中の濃度限度) ③逆浸透膜入口水 ①逆浸透膜濃縮水 備考

参考４ 基礎試験結果（測定データの詳細）（６/６）

単位：Bq/L

※7～10

全α放射能濃度は、 α核種（Pu-238、239、240、Am-241、242m、243、

Cm-242、243、244)9核種の濃度を含めた濃度を示している。

・本分析における放射能濃度が検出限界値未満となる場合は、NDと記載し、検出限界値を「<○○」と表記。

多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 多核種除去設備 処理前 多核種除去設備 処理後 56 _{（約18年）}Cm-244 7 ※7 ※8 ※9 ※10 全α放射能の_{測定結果参照} 57 _{（約310日）}Mn-54 1000 45000 _{< 0.12}ND 14000 _{< 0.11}ND 58 _{（約45日）}Fe-59 400 _{< 600}ND _{< 0.24}ND _{< 780}ND _{< 0.22}ND 59 Co-58 （約71日） 1000 1200 ND < 0.12 ND < 540 ND < 0.11 60 _{（約5年）}Co-60 200 14000 _{< 0.12}ND 3900 _{< 0.16}ND 61 _{（約100年）}Ni-63 6000 1400 _{< 9.9}ND 570 _{< 10}ND 62 _{（約240日）}Zn-65 200 _{< 630}ND _{< 0.25}ND _{< 820}ND _{< 0.26}ND 43000000 68 230000000 31 0.46　※1 ND < 0.066　※2 16　※3 ND < 0.066　※4 No. _{（半減期）}核種 炉規則告示濃度限度 (別表第2第六欄 周辺監視区域外の 水中の濃度限度) ③逆浸透膜入口水 備考 ①逆浸透膜濃縮水 全β放射能 全α放射能